第五章吸光光度法

1、第五章第五章 吸光光度法吸光光度法 第一节第一节 概述概述第二节第二节 吸收曲线吸收曲线 第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 第五章第五章第四节第四节 吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择 第五节第五节 吸光光度法的应用吸光光度法的应用1 1、理解物质对光的选择性吸收；、理解物质对光的选择性吸收；2 2、掌握郎伯、掌握郎伯- -比尔定律；比尔定律； 3 3、理解吸光光度法分析条件的选择；、理解吸光光度法分析条件的选择；4 4、掌握吸光光度法的定性和定量方法。、掌握吸光光度法的定性和定量方法。 第五章第五章 吸光光度法吸光光度法 一一、什么叫吸光光度法什么叫吸光光度法?

2、基于物质对光的基于物质对光的选择性吸收选择性吸收而建立起来的分析而建立起来的分析方法叫做吸光光度法。方法叫做吸光光度法。第一节第一节 概述概述1 1、灵敏度高。、灵敏度高。常用于含量在常用于含量在1%1%1010-3 -3 % %的微量组分的的微量组分的测定，甚至可测定低至测定，甚至可测定低至1010-4-4% %1010-5 -5 % %的痕量组分。的痕量组分。2 2、仪器设备简单，操作简便、快速。、仪器设备简单，操作简便、快速。3 3、准确度高。、准确度高。一般仪器为一般仪器为2%2%5%5%，精密仪器为，精密仪器为1%1%2%2%。4 4、应用广泛。不仅可以测定绝大多数无机离子，也、应用

3、广泛。不仅可以测定绝大多数无机离子，也能测定许多有机物；不仅用于定量分析，也可用于某能测定许多有机物；不仅用于定量分析，也可用于某些有机物的定性分析，还可用于某些物理化学常数及些有机物的定性分析，还可用于某些物理化学常数及络合物组成的测定。络合物组成的测定。二、特点二、特点 三三、分类分类 比色法、紫外比色法、紫外可见吸光光度法、红外光谱法等可见吸光光度法、红外光谱法等本章主要讨论溶液的可见吸光光度法，又称分光本章主要讨论溶液的可见吸光光度法，又称分光光度法，其测定对象以光度法，其测定对象以金属离子金属离子为主。为主。第一节第一节 概述概述四、光的基本性质四、光的基本性质 h: h: 普朗克常

4、量普朗克常量=6.63=6.631010-34-34J JS SCEhh电磁波谱（或光谱）光按照波长的长短顺序排列电磁波谱（或光谱）光按照波长的长短顺序排列成谱就是电磁波谱。成谱就是电磁波谱。可见光人眼可以感觉到的电磁波谱就是可见光。可见光人眼可以感觉到的电磁波谱就是可见光。其波长范围是：其波长范围是：400400750nm750nm。普朗克方程：普朗克方程：第一节第一节 概述概述白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光形成的。进一步的研究表明，只需将两种适当颜光形成的。进一步的研究表明，只需将两种适当颜色的光按一定的强度比例混合也可形成白光，这两

5、色的光按一定的强度比例混合也可形成白光，这两种光称为互补色光。种光称为互补色光。单色光单色光在某一波长范围中在某一波长范围中任取单一波长任取单一波长的光的光 ，其颜色均是相同的，那么这一波长范围的光，就称其颜色均是相同的，那么这一波长范围的光，就称为单色光。为单色光。如红光（如红光（650nm650nm750nm750nm）、蓝光）、蓝光(450nm(450nm480nm )480nm )等。等。复合光复合光不同单色光组成的光。如太阳光、白炽不同单色光组成的光。如太阳光、白炽灯光等。灯光等。四、光的基本性质四、光的基本性质 互补色光互补色光 按一定的强度比例混合就可形成白光按一定的强度比例混合

6、就可形成白光的两种颜色的光就称为互补色光。的两种颜色的光就称为互补色光。 四、光的基本性质四、光的基本性质第一节第一节 概述概述 五、物质对光的选择性吸收五、物质对光的选择性吸收研究表明研究表明, ,某一物质对某一某一物质对某一特定波长范围特定波长范围的光具有的光具有吸收吸收, ,而对其它波长的光不吸收而对其它波长的光不吸收, ,也就是说也就是说, ,不同的物不同的物质对不同波长的光的吸收具有选择性。质对不同波长的光的吸收具有选择性。 1.1.物质呈现的颜色是它所吸收光的互补色物质呈现的颜色是它所吸收光的互补色CuCu2+2+: : 呈现呈现: : 蓝色蓝色KMnOKMnO4 4: : 呈现呈

7、现: : 紫红色紫红色吸收吸收: : 黄色光黄色光吸收吸收: : 绿青色光绿青色光 2.2.溶液颜色的深浅取决于吸光物质的浓度高低溶液颜色的深浅取决于吸光物质的浓度高低 浓度越高浓度越高对相应光的吸收就越多对相应光的吸收就越多互补色光越强互补色光越强呈现的颜色就越深呈现的颜色就越深第二节第二节 吸收曲线（吸收光谱吸收曲线（吸收光谱）一、概念一、概念吸光度吸光度( (A) A) 某一波长处某一波长处, ,物质对光的吸收程度。物质对光的吸收程度。 A A 吸收程度越大吸收程度越大吸收曲线吸收曲线以以A A为纵坐标，照射吸光物质的波长为纵坐标，照射吸光物质的波长为横坐标，所绘制出的曲线就称为吸收曲线

8、。为横坐标，所绘制出的曲线就称为吸收曲线。二、吸收曲线的讨论二、吸收曲线的讨论 1 1、同一种物质对不同、同一种物质对不同波长光的吸光度不同。波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的吸光度最大处对应的波长称为波长称为最大吸收波最大吸收波长（长（maxmax）max2 2、不同浓度的同一种、不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形物质，其吸收曲线形状相似，状相似，maxmax不变。不变。而对于不同物质，它而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和们的吸收曲线形状和maxmax则不相同。则不相同。 定性分析依据定性分析依据1234c1c2c3c4（3 3）不同浓度的同一不同浓度的同一种物质，在某一定波种物质，在

9、某一定波长下吸光度长下吸光度 A A 有差异，有差异，即即吸光度随着浓度的吸光度随着浓度的增大而增大增大而增大 定量分析依据定量分析依据1234c1c2c3c4 4 4、在在maxmax处吸光度随处吸光度随浓度变化的幅度最大，浓度变化的幅度最大，测定最灵敏，所以定量测定最灵敏，所以定量分析时入射光波长为分析时入射光波长为maxmax 定量分析时选定量分析时选择入射光波长的依据择入射光波长的依据max第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 一一、朗伯朗伯比尔定律比尔定律toITI透射比（又称透光度）lgATKbc 朗伯朗伯比尔定律：比尔定律：K K：常数；：常数； b:b:液膜厚度，单位

10、为液膜厚度，单位为cm cm ；c c：待测溶液浓度：待测溶液浓度条件：条件：1 1、入射光为平行单一波长的光且垂直照射、入射光为平行单一波长的光且垂直照射2 2、吸光物质为均匀非散射体系、吸光物质为均匀非散射体系3 3、吸光质点之间无相互作用、吸光质点之间无相互作用4 4、辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无、辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象荧光和光化学现象 一一、朗伯朗伯比尔定律比尔定律第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 二二、吸收系数吸收系数 1、吸收系数（吸收系数（a）b: cm c: gb: cm c: gL L-1-1 k k用用a a表示表

11、示, ,a a称为吸收系数称为吸收系数 单位：单位：L Lg g-1-1cmcm-1-1 A=abc第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 lgATKbc 2 2、 摩尔吸收系数（摩尔吸收系数（）b: cm c: molb: cm c: molL L-1-1 k k用用表示表示, ,称为摩尔吸收系数称为摩尔吸收系数 单位：单位：L Lmolmol -1 -1cmcm-1-1 A=bc 影响影响的因素的因素: : 波长、吸光物质性质、溶剂、温波长、吸光物质性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等。度、溶液的组成、仪器灵敏度等。当波长、温度、溶剂等条件一定时，不同物质当波长、温度、溶剂等

12、条件一定时，不同物质不同；不同；当温度、溶剂等条件一定时，同一物质当温度、溶剂等条件一定时，同一物质随波长随波长而改变，而改变，maxmax时其时其最大，最大，表示为表示为maxmax。 maxmax的意义：的意义： maxmax越大，测定方法的灵敏度越大越大，测定方法的灵敏度越大 maxmax10104 4 L Lmolmol -1 -1cmcm-1-1的方法较灵敏的方法较灵敏 三、桑德尔灵敏度（三、桑德尔灵敏度（S S）1 1、定义、定义: : 当光度仪器的检测极限为当光度仪器的检测极限为A=0.001A=0.001时时, ,单单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。位截面积光程内所

13、能检出的吸光物质的最低质量。2 2、单、单位位: g cm-23 3、公式、公式: : S=M/S=M/ M: M:吸光物质的摩尔质量吸光物质的摩尔质量 S S越小越小 灵敏度越大灵敏度越大对于比较灵敏的显色反应对于比较灵敏的显色反应S: 0.01S: 0.010.001g0.001gcmcm-2-2第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶液中用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶液中FeFe2+2+的浓的浓度为度为500500g/L,g/L,液层厚度为液层厚度为2cm,2cm,在在508nm508nm处测得透处测得透射比为射比为0.6450.645。计算吸收

14、系数。计算吸收系数a,a,摩尔吸收系数摩尔吸收系数和和桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度S(S(铁的摩尔质量为铁的摩尔质量为55.85g/mol)55.85g/mol)。lglg0.6450.190AT 解：4(1)500/5.00 10/cg Lg L21140.1901.90 10 ()2 5.00 10AaL gcmbclgATKbc 例例 题题 465.00 10(2)8.95 10 (/ )55.85cmol L41160.1901.06 10 ()2 8.95 10AL molcmbc32455.85(3)5.27 10 ()1.06 10MSg cm 四四、引起偏离朗伯引起偏离朗伯比尔定律

15、的因素比尔定律的因素 （一（一）物理因数物理因数 1 1、非单一波长光引起的偏差、非单一波长光引起的偏差 2 2、非平行入射光引起的偏差、非平行入射光引起的偏差 3 3、介质不均匀引起的偏差、介质不均匀引起的偏差 （二）化学因数（二）化学因数 1 1、溶液浓度过高引起的偏差、溶液浓度过高引起的偏差 2 2、化学反应引起的偏差、化学反应引起的偏差朗伯朗伯比尔定律条件：比尔定律条件：1 1、入射光为平行单一波长的光且垂直照射、入射光为平行单一波长的光且垂直照射2 2、吸光物质为均匀非散射体系、吸光物质为均匀非散射体系3 3、吸光质点之间无相互作用、吸光质点之间无相互作用4 4、辐射与物质之间的作用

16、仅限于光吸收过程，无、辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象荧光和光化学现象第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 第四节第四节 吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择 一、显色反应条件的选择一、显色反应条件的选择 ( (一一) )显色反应和显色剂显色反应和显色剂 1 1、显色反应显色反应 将被测组分转变成有色化合物的将被测组分转变成有色化合物的反应。反应。显色反应分为两类，一类是显色反应分为两类，一类是氧化还原反应氧化还原反应；另一类是另一类是络合反应络合反应。2 2、显色剂显色剂 能与被测组分反应使之生成有色物质能与被测组分反应使之生成有色物质的试剂称为

17、显色剂。分为的试剂称为显色剂。分为无机显色剂无机显色剂和和有机显色剂有机显色剂 3 3、选择显色反应选择显色反应( (或显色剂或显色剂) )应注意事项应注意事项: : （1 1）选择性要好）选择性要好（2 2）灵敏度要高：即）灵敏度要高：即值大值大（3 3）对比度要大）对比度要大: :有色物质与显色剂的最大吸收波有色物质与显色剂的最大吸收波长的差别一般要求长的差别一般要求60nm60nm。（4 4）有色物质要稳定，组成要恒定）有色物质要稳定，组成要恒定（5 5）显色反应的条件要易于控制）显色反应的条件要易于控制 ( (二二) )显色反应条件的选择显色反应条件的选择 1 1、显色剂的用量：显色剂

18、的用量： 绘制绘制A A显色剂用量曲线显色剂用量曲线 A Amaxmax所对应的用量所对应的用量 5 5、有机溶剂和表面活性剂、有机溶剂和表面活性剂绘制绘制A-A-有机溶剂用量曲线有机溶剂用量曲线 A Amaxmax所对应的用量所对应的用量绘制绘制A-A-表面活性剂用量曲线表面活性剂用量曲线 A Amaxmax所对应的用量所对应的用量4 4、温度：绘制、温度：绘制A-A-温度温度( (T)T)曲线曲线 A Amaxmax所对应的温度所对应的温度2 2、溶液的酸度：、溶液的酸度： 绘制绘制A A酸度曲线酸度曲线 A Amaxmax所对应的酸度所对应的酸度3 3、时间：绘制、时间：绘制A A时间曲

19、线时间曲线 A Amaxmax所对应的时间所对应的时间 1 1、波长波长的选择的选择 绘制吸收曲线绘制吸收曲线 A Amaxmax所对应的所对应的maxmax 参比溶液用来调节仪器的工作零点参比溶液用来调节仪器的工作零点, ,以消除由于以消除由于吸收池和溶液中某些共存物质对光的吸收、反射吸收池和溶液中某些共存物质对光的吸收、反射或散射所造成的误差。或散射所造成的误差。二二、测量条件的选择测量条件的选择如何选择参比溶液？如何选择参比溶液？2 2、吸光度范围的控制、吸光度范围的控制 0.150.803 3、参比溶液的选择、参比溶液的选择第四节第四节 吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择

20、 当试样溶液、显色剂及所用的其它试剂在测定当试样溶液、显色剂及所用的其它试剂在测定波长处均无吸收时，可选用波长处均无吸收时，可选用蒸馏水（即纯溶剂）蒸馏水（即纯溶剂）作参比液；作参比液；若显色剂或其它试剂对入射光有吸收，应选用若显色剂或其它试剂对入射光有吸收，应选用试剂空白试剂空白为参比液；为参比液；若试样中其它组分有吸收，而显色剂无吸收且若试样中其它组分有吸收，而显色剂无吸收且不与其它组分作用，则应选用不与其它组分作用，则应选用不加显色剂的试样不加显色剂的试样溶液溶液作参比液；作参比液；选择参比溶液的原则：选择参比溶液的原则：若显色剂和试液都有吸收，或显色剂与试液中共若显色剂和试液都有吸收，

21、或显色剂与试液中共存组分（即干扰离子）的反应产物有吸收，可在存组分（即干扰离子）的反应产物有吸收，可在一一份试液中加入适当试剂将被测组分掩蔽起来份试液中加入适当试剂将被测组分掩蔽起来，然后，然后按相同的操作方法加入显色剂和其它试剂，以此作按相同的操作方法加入显色剂和其它试剂，以此作为参比液来消除干扰。为参比液来消除干扰。如：以铬天青如：以铬天青S为显色剂测定为显色剂测定Al3+时，时，Ni2+和和Cr3+等离子也会显色。则取一份试液加适量等离子也会显色。则取一份试液加适量F-将将Al3+掩掩蔽后，然后按操作方法加入显色剂及其它试剂，蔽后，然后按操作方法加入显色剂及其它试剂，以此溶液作参比来测量试液的吸光度。以此溶液作参比来测量试液的吸光度。第五节第五节 吸光光度法的应用吸光光度法的应用二、定量分析二、定量分析标准曲线